Bubuk mikro silikon adalah bubuk silika. Bubuk ini terbuat dari kuarsa kristal, silika lebur, dan bahan baku lainnya. Prosesnya melalui penggilingan, klasifikasi presisi, penghilangan kotoran, dan proses lainnya. Bubuk ini memiliki banyak kegunaan. Ini termasuk laminasi berlapis tembaga, plastik epoksi, dan isolasi listrik. Bubuk ini terdapat dalam karet, plastik, pelapis, perekat, batu buatan, keramik sarang lebah, dan kosmetik.
1. Laminasi berlapis tembaga
Saat ini, bubuk silikon yang digunakan dalam laminasi berlapis tembaga dapat dikategorikan menjadi bubuk silikon kristal, bubuk mikro silikon cair, bubuk silikon bulat, dan bubuk silikon komposit. Kandungan resin dalam laminasi berlapis tembaga sekitar 50%, dan laju pengisian bubuk silikon dalam resin biasanya sekitar 30%. Ini berarti rasio berat pengisian bubuk mikro silikon dalam laminasi berlapis tembaga adalah sekitar 15%.
Sebagai pengisi anorganik, bubuk silikon meningkatkan stabilitas termal, kekakuan, koefisien ekspansi termal, dan konduktivitas termal laminasi berlapis tembaga, meningkatkan keandalan dan pembuangan panas produk elektronik. Ia juga memiliki sifat dielektrik yang baik. Mereka dapat meningkatkan kecepatan dan kualitas sinyal dalam elektronik. Bubuk silikon kristal lebih murah. Jadi, ia digunakan dalam industri dengan permintaan rendah. Ini termasuk AC, lemari es, mesin cuci, dan komputer desktop. Laminasi berlapis tembaga untuk telepon pintar, tablet, mobil, komunikasi jaringan, dan peralatan industri umumnya menggunakan bubuk mikro silika cair karena persyaratan khusus untuk konstanta dielektrik dan koefisien ekspansi linier. Untuk penggunaan seperti superkomputer dan 5G, kita membutuhkan bubuk mikro silikon bulat dielektrik rendah dan kehilangan rendah. Mereka berfrekuensi tinggi dan berkecepatan tinggi. Ini adalah pengisi utama. Itu harus memiliki pengotor rendah dan laju pengisian tinggi.
2. Bahan Penyegel Plastik Epoxy
Bubuk mikro silikon merupakan pengisi penting dalam sealant epoksi (EMC), yang mencakup sekitar 60%–90% dari komposisi. Peningkatan kinerja sealant epoksi bergantung pada peningkatan kualitas bubuk silikon, sehingga memerlukan persyaratan yang lebih tinggi pada ukuran partikel, kemurnian, dan kebulatannya. Sealant plastik epoksi kelas menengah dan bawah sering kali menggunakan bubuk silikon bersudut, sedangkan sealant kelas atas terutama menggunakan bubuk silikon bulat. Bahan penyegel plastik untuk perangkat diskrit dan peralatan listrik terintegrasi kecil biasanya mengandung bubuk mikro silikon kristal dan cair. Kemasan konduktivitas termal tinggi untuk perangkat daya terutama menggunakan bubuk silikon kristal bersama dengan bahan konduktivitas termal tinggi lainnya. Untuk ekspansi rendah dan pengemasan kelengkungan rendah dari sirkuit terintegrasi skala besar, bubuk silikon bulat lebih disukai. Akhirnya, perangkat memori yang dikemas dengan modulus rendah umumnya menggunakan bubuk silikon bulat radiasi rendah sebagai pengisi.
Diperkirakan permintaan Tiongkok terhadap bubuk silikon bulat untuk kemasan semikonduktor pada tahun 2022 akan 71.000 tonSeiring dengan terus meningkatnya proporsi pengemasan canggih, diperkirakan akan mencapai 93.000 ton pada tahun 2025, dengan CAGR sebesar 9.25%. Berdasarkan harga bubuk silikon bulat 15.000 yuan/ton, ukuran pasar pada tahun 2025 akan hampir 1,5 miliar yuan.
3. Bahan Isolasi Listrik
Bubuk mikro silikon adalah pengisi insulasi resin epoksi untuk produk listrik. Bubuk ini mengurangi koefisien ekspansi linier dan penyusutan material yang diawetkan selama proses pengawetan. Hal ini mengurangi tekanan dan meningkatkan kekuatan insulasi. Bubuk ini meningkatkan sifat mekanik dan listriknya.
Oleh karena itu, pelanggan di bidang ini memiliki persyaratan fungsional khusus untuk bubuk mikro silikon, seperti koefisien ekspansi linier rendah, isolasi tinggi, dan kekuatan mekanis tinggi, sementara permintaan mereka untuk sifat dielektrik dan konduktivitas termal relatif lebih rendah. Di bidang bahan isolasi listrik, produk bubuk silikon spesifikasi tunggal dengan ukuran partikel rata-rata antara 5 mikron dan 25 mikron biasanya dipilih berdasarkan karakteristik produk insulasi listrik dan persyaratan proses produksinya. Ada juga standar tinggi untuk tingkat keputihan produk dan distribusi ukuran partikel.
4. Karet
Bubuk mikro silikon menawarkan keuntungan seperti ukuran partikel kecil, luas permukaan spesifik besar, ketahanan panas yang baik, dan ketahanan aus, yang dapat meningkatkan ketahanan aus, kekuatan tarik, modulus, dan ketahanan sobek yang tinggi dari bahan komposit karet. Namun, permukaan bubuk silikon mengandung banyak gugus silanol asam. Jika tidak dimodifikasi, gugus ini dapat menyebabkan dispersi bubuk silikon yang tidak merata dalam karet dan dapat bereaksi dengan akselerator alkali, memperpanjang waktu vulkanisasi bahan komposit karet.
Saat ini, Modifikasi bubuk mikro silikon terutama diterapkan dalam penelitian karet, dengan modifikasi agen penggandeng silana menjadi metode utamaContohnya meliputi feniltrimetoksisilana, etilentrimetoksisilana, heksametildisilazan, 3-merkaptopropil trietoksisilana, dan (3-aminopropil) trimetoksisilana.
5. Plastik
Bubuk mikro silikon dapat digunakan sebagai pengisi dalam plastik. Ini termasuk polietilena (PE), polivinil klorida (PVC), polipropilena (PP), dan polifenilena oksida (PPO). Bubuk ini banyak digunakan dalam berbagai bidang, termasuk konstruksi, otomotif, dan elektronik. Bubuk ini juga digunakan dalam isolasi, pertanian, barang sehari-hari, dan militer.
KH-550 memodifikasi bubuk kuarsa. Kemudian, dicampur dengan PE untuk membuat film plastik untuk rumah kaca pertanian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, dengan bubuk kuarsa 8%-12%, sifat film tersebut melebihi resin murni dan memenuhi standar nasional. Saya menggunakan agen penggandeng silana untuk memodifikasi bubuk mikro silikon. Saya mencampur bubuk silikon yang dimodifikasi dengan polifenilena eter. Ini menghasilkan bahan plastik otomotif polifenilena eter. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bahan tersebut sangat keras. Bahan tersebut memiliki ketahanan aus, suhu tinggi, dan korosi yang tinggi. Jadi, bahan tersebut cocok untuk produk plastik otomotif.
6. Cat
Produsen dapat menggunakan bubuk mikro silikon sebagai pengisi dalam pelapis. Ini menurunkan biaya pelapisan dan meningkatkan sifat. Mereka harus tahan terhadap suhu tinggi, asam, alkali, keausan, dan cuaca. Ini umumnya digunakan dalam bahan bangunan, mobil, pipa, perangkat keras, dan peralatan.
Di dalam pelapis arsitektur
Bai Wenkui dkk. menggunakan bubuk silika sebagai pengisi cat dinding eksterior. Hasilnya bagus, stabil, dan murah. Yuan Rui dkk. menggunakan bubuk silika ultrafine sebagai pengisi pelapis fenilpropanoid. Hasilnya menunjukkan bahwa, dengan bubuk mikro silikon 35% atau lebih, ketahanan alkali, daya cuci, daya serap air, dan daya pantul pelapis jauh lebih baik.
Untuk pelapis lateks
Titanium dioksida merupakan pigmen dan pengisi utama. Namun, titanium dioksida mahal dan sulit dibuat. Oleh karena itu, penelitian kini berfokus pada penggunaan pengisi dengan titanium dioksida. Pengisi ini adalah kalsium karbonat, kalsium sulfat anhidrat, dan bubuk silikon. Wang Pengzhu dan rekan-rekannya menggunakan bubuk mikro silika yang dimodifikasi sebagai pengisi. Bubuk ini berfungsi sebagai pengganti sebagian titanium dioksida dalam pelapis lateks. Rasio massa titanium dioksida terhadap bubuk mikro silikon sebesar 1:3 sangat meningkatkan kekerasan, kekuatan benturan, dan fleksibilitas pelapis lateks.
Di dalam pelapis lantai epoksi,
Bubuk mikro silikon sebagai pengisi meningkatkan ketahanan aus, ketahanan asam dan alkali, ketahanan suhu tinggi, dan kekuatan mekanis. Hu Gaoping dkk. mencampur bubuk silikon dengan ukuran partikel berbeda dengan resin epoksi, bahan pengawet, dan bahan baku lainnya untuk menyiapkan pelapis lantai epoksi tahan asam yang kuat. Pelapis ini digunakan di bengkel distilasi asam asetat untuk mencegah terbentuknya bubuk lokal yang disebabkan oleh korosi asam asetat.
Pada lapisan insulasi tahan api, Liu Tongwang dkk. menambahkan bubuk mikro silika aktif ke resin poliester tak jenuh. Saya menggunakannya untuk membuat cat insulasi poliester. Hasilnya menunjukkan bahwa, pada bubuk mikro silika aktif 35%, cat membaik. Konduktivitas volume, penyerapan air, dan kekuatan mekanisnya semuanya meningkat.
7. Perekat
Bubuk mikro silikon, sebagai pengisi fungsional anorganik, secara efektif mengurangi koefisien ekspansi linier dan laju penyusutan resin perekat yang diawetkan. Bubuk ini meningkatkan kekuatan mekanis, ketahanan panas, ketahanan permeabilitas, dan kinerja pembuangan panas perekat, sehingga meningkatkan efektivitas ikatan dan penyegelan.
Distribusi ukuran partikel bubuk silika akan memengaruhi viskositas dan sedimentasi perekat, sehingga memengaruhi kemampuan proses perekat dan koefisien ekspansi linier setelah pengeringan. Oleh karena itu, bidang perekat memperhatikan fungsi bubuk silika dalam mengurangi koefisien ekspansi linier dan meningkatkan kekuatan mekanis. Bidang ini memiliki persyaratan tinggi untuk tampilan dan distribusi ukuran partikel bubuk silika, dan biasanya menggunakan produk dengan ukuran partikel berbeda dengan ukuran partikel rata-rata 0,1 mikron-30 mikron untuk penggunaan senyawa.
Mereka mengubah bubuk silika dan kemudian mengaplikasikannya ke vinil silikon. Seiring bertambahnya waktu penyimpanan, viskositas vinil silikon tetap stabil. Produk ini memiliki kekuatan tinggi dan stabilitas yang baik. Produsen dapat menggunakannya dalam silikon penghantar panas, gasket, dan bahan kedokteran gigi untuk cetakan.
8. Batu Kuarsa Buatan
Bubuk mikro silikon yang digunakan sebagai pengisi pada papan kuarsa buatan dapat mengurangi konsumsi resin tak jenuh dan meningkatkan ketahanan aus, ketahanan asam dan alkali, serta kekuatan mekanis. Rasio pengisian bubuk silikon pada marmer buatan umumnya sekitar 30%. Misalnya, Liu Huichen dkk. mengusulkan penggunaan bubuk silikon yang dimodifikasi dengan agen penggandeng silana pada papan kuarsa buatan. Pendekatan ini dapat mengurangi penggunaan resin tak jenuh dan menurunkan biaya pemrosesan papan kuarsa buatan.
9. Keramik Sarang Lebah Otomotif
Filter Partikulat Diesel (DPF), terbuat dari bahan pembawa keramik sarang lebah untuk pemurnian gas buang mobil dan bahan kordierit untuk pemurnian gas buang mesin diesel, melibatkan pencampuran, ekstrusi, pengeringan, dan sintering bahan-bahan seperti alumina dan bubuk mikro silika. Komponen utama bubuk mikro silikon cair adalah SiO2, yang memiliki struktur amorf, partikel sangat halus, dan luas permukaan spesifik yang besar. Ia bertindak sebagai mineralisasi untuk reaksi keadaan padat dan sintering bahan silikat. Bubuk silikon meningkatkan kekuatan pembawa keramik sarang lebah, mengurangi koefisien ekspansi termal kordierit, dan meningkatkan masa pakainya. Bubuk silikon bulat dapat meningkatkan laju pembentukan dan stabilitas produk keramik sarang lebah, dengan rasio berat sekitar 13% dalam pembawa keramik sarang lebah.
10. Kosmetik
Bubuk mikro silika bulat digunakan dalam kosmetik seperti lipstik dan bedak. Bubuk ini memiliki fluiditas yang baik dan luas permukaan yang besar. Karakteristiknya meliputi:
- Meningkatkan fluiditas dan stabilitas penyimpanan pada produk bubuk, mencegah penggumpalan.
- Ukuran partikel rata-rata yang lebih kecil memberikan kehalusan dan fluiditas yang baik.
- Luas permukaan spesifik yang lebih besar untuk penyerapan keringat, wewangian, dan nutrisi yang lebih baik, membuat formulasi lebih ekonomis.
- Bentuk bulat yang menawarkan afinitas kulit dan sensasi sentuhan yang baik.
Selain itu, bubuk mikro silika bulat mudah dicampur dengan komponen kosmetik lainnya, tidak beracun, tidak berbau, dan berwarna putih alami. Fitur-fiturnya yang menonjol termasuk kemampuan yang kuat untuk memantulkan sinar ultraviolet, stabilitas yang baik, dan tidak mengalami dekomposisi atau perubahan warna saat terkena radiasi UV. Selain itu, bubuk ini tidak bereaksi dengan komponen lain dalam formula, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk bahan kosmetik tabir surya.
Persyaratan spesifikasi untuk bubuk mikro silika bulat yang digunakan dalam kosmetik secara umum meliputi:
- Kandungan silikon 99.9%
- Ukuran partikel yang dapat dikontrol berkisar antara 0,2 hingga 2 mikron
- Kebulatan di atas 95%
Radiasi rendah (kandungan uranium < 0,5 ppb)
Kesimpulan
Bidang aplikasi yang berbeda memiliki persyaratan kualitas yang berbeda untuk bubuk silikon. Oleh karena itu, ketika memilih bubuk silikon untuk aplikasi tertentu, penting untuk mempertimbangkan kebutuhan industri hilir, serta faktor-faktor seperti biaya, efisiensi, dan kinerja. Memilih jenis bubuk mikro silikon yang tepat, bersama dengan proses dan formula modifikasi yang benar, sangatlah penting.
Dengan kemajuan ekonomi dan masyarakat Tiongkok yang berkelanjutan, penelitian tentang penerapan bubuk silikon akan semakin berfokus pada bidang teknologi tinggi seperti laminasi berlapis tembaga kelas atas, pelapis kelas atas, perekat berkinerja tinggi, dan bahan insulasi yang terbuat dari bubuk silikon bulat. Penyempurnaan dan spesialisasi fungsional diharapkan menjadi tren utama dalam penerapan bubuk mikro silikon di masa mendatang.
Jika Anda tertarik pabrik jet untuk membuat bubuk silikon, silakan Hubungi EpicTim teknis untuk informasi lebih lanjut.